Tại sao con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng của vật

Trước tiên, ta cần thông hiểu với nhau một điều rằng: để tính một đại lượng, ta có nhiều công thức khác nhau, tùy thuộc vào dữ liệu mà ta có. Tuy nhiên, để xét xem đại lượng ấy phụ thuộc vào cái gì, không phụ thuộc vào cái gì thì ta phải đi truy nguyên (tìm cái gốc) trong các công thức ấy.

Với con lắc, ta khảo sát năng lượng với cách kích thích dao động đơn giản nhất là "kéo vật lệch ra khỏi VTCB một đoạn rồi buông nhẹ", tức là cung cấp cho vật một thế năng ban đầu cực đại - chính là cơ năng dao động. Trên nền tảng đó, ta khảo sát năng lượng dao động bằng cách khảo sát thế năng.

Xét con lắc lò xo thì ta có hai loại chính:
  1. Con lắc lò xo nằm ngang
  2. Con lắc lò xo thẳng đứng:
    • Lò xo phía trên, vật treo bên dưới gọi là con lắc lò xo treo thẳng đứng
    • Lò xo phía dưới, vật đặt trên lò xo gọi là con lắc lò xo đặt thẳng đứng
Khi khảo sát về thế năng của con lắc trong hai trường hợp ta có kết quả sau:
  1. Con lắc lò xo nằm ngang: trong quá trình dao động, trọng lực và phản lực N đều không sinh công; chỉ có lực dàn hồi sinh công $\Rightarrow$ thế năng chỉ là thế năng đàn hồi, không có thế năng trọng trường. Biểu thức thế năng là: $$W_t(x)=\dfrac{1}{2}kx^2$$ gốc thế năng ở vị trí lò xo không biến dạng, cũng chính là VTCB.
    Suy ra cơ năng: $$W=\dfrac{1}{2}kA^2$$
  2. Con lắc lò xo thẳng đứng: trong quá trình dao động, cả lực đàn hồi và trọng lực đều sinh công $\Rightarrow$ thế năng của vật gồm cả thế năng đàn hồi của lò xo và thế năng trọng trường.
    • Chọn gốc thế năng ở vị trí lò xo không biến dạng thi biểu thức thế năng là: $$W_t(x)=W_t(0)+\dfrac{1}{2}kx^2$$ trong đó thành phần thế năng trọng trường là $W_t(0)=\dfrac{1}{2}k\Delta l_0^2-mg\Delta l_0$ là một hằng số đối với mỗi con lắc cụ thể.
    • Nếu đổi lại, chọn gốc thế năng ở VTCB thì $W_t(0)=0$ và biểu thức cơ năng bây giờ là: $$W_t(x)=\dfrac{1}{2}kx^2$$ Suy ra cơ năng là $$W=\dfrac{1}{2}kA^2$$
Như vậy, khi nói về năng lượng dao động của con lắc lò xo ta cần quan tâm tới "gốc thế năng".

Tuy nhiên, trong sách giáo khoa đã chọn cho chúng ta "gốc thế năng ở VTCB" và nếu không nói gì thì ta hiểu là đã chọn như vậy. Do đó biểu thức chung của cơ năng là $$W=\dfrac{1}{2}kA^2$$ Cho nên, ta có thế kết luận rằng: "Cơ năng của vật không phụ thuộc vào khối lượng của vật".
 
Người tạo Các chủ đề tương tự Diễn đàn Bình luận Ngày
KSTN_BK_95 Tại sao vật không dao động? Lí thuyết Dao động cơ 1
KSTN_BK_95 Tại sao nói khi cùng một môi trường , cùng lò xo thì vật nhẹ tắt dần nhanh hơn vật nặng Lí thuyết Dao động cơ 3
C Vật dao động điều hòa, tại thời điểm t mà tích giữa li độ và vận tốc của vật âm ( xv<0), khi đó Lí thuyết Dao động cơ 2
bixxi Tại thời điểm t và thời điểm $(t+nT)$ của vật dao động tuần hoàn Lí thuyết Dao động cơ 5
Huy Nguyễn So sánh chu kỳ CLĐ tại hai địa điểm Lí thuyết Dao động cơ 4
kienduc_2000 Kéo ba vật sao cho ba sợi dây lệch một góc nhỏ như nhau rồi đồng thời buông nhẹ thì Lí thuyết Dao động cơ 0
V Con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nghiêng góc a thì chu kì dao động riêng của con lắc phụ thuộc vào Lí thuyết Dao động cơ 0
L Khi con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ nhỏ Lí thuyết Dao động cơ 2
kienduc_2000 Một con lắc lò xo dao động tắt dần theo phương ngang có lực ma sát nhỏ. Khi vật dao động dừng lại th Lí thuyết Dao động cơ 0
Nguyễn Minh Cảnh Sau khi rời khỏi giá đỡ con lắc dao động điều hòa với biên độ Lí thuyết Dao động cơ 4
Fel Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn Lí thuyết Dao động cơ 0
C Biên Độ dao động của con lắc lò xo Lí thuyết Dao động cơ 1
V Sự biến động của chu kì khi cho con lắc đổi phương chuyển động! Lí thuyết Dao động cơ 4
M Thắc mắc về con lắc lò xo Lí thuyết Dao động cơ 2
Long Stoner Tìm phát biểu SAI trong các phát biểu sau về các con lắc trong quá trình các thang máy được gia tốc Lí thuyết Dao động cơ 1
hoàidien Lí thuyết con lắc lò xo Lí thuyết Dao động cơ 8
Hải Quân Chọn phát biểu sai về sự tương tự giữa dao động với góc lệch nhỏ của con lắc đơn với dao động điện Lí thuyết Dao động cơ 4
Quyết Tâm Đỗ Đại Học Chu kì dao động của con lắc đơn sẽ: Lí thuyết Dao động cơ 3
C Chọn câu sai khi nói về dao động điều hòa của các con lắc Lí thuyết Dao động cơ 3
Hinta Vũ Ngọc Anh Con lắc lò xo trong thang máy Lí thuyết Dao động cơ 4
C Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo phát biểu nào sau đây là không đúng Lí thuyết Dao động cơ 2
A Dao động tự do của một con lắc đơn được xem là một dao động điều hòa khi và chỉ khi Lí thuyết Dao động cơ 4
K Lực phục hồi để tạo ra dao động của con lắc đơn là Lí thuyết Dao động cơ 5
E Con lắc đơn chịu tác dụng ngoại lực Lí thuyết Dao động cơ 3
T Phân tích trọng lực của con lắc đơn thành 2 lực Lí thuyết Dao động cơ 1
Mai Bò Dao động của hai con lắc bằng sắt và bằng gỗ Lí thuyết Dao động cơ 1
hao.baobinh10 Khi thang máy rơi tự do thì chu kì dao động nhỏ của con lắc đơn là Lí thuyết Dao động cơ 4
Oneyearofhope Phát biểu nào dưới đây với con lắc đơn dao động điều hòa là không đúng. Lí thuyết Dao động cơ 2
huynhcashin Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về dao động của một con lắc đơn Lí thuyết Dao động cơ 5
huynhcashin Chọn đáp án Sai khi nói về dao động của các con lắc Lí thuyết Dao động cơ 2
NTH 52 Giải quyết thắc mắc về một vấn đề trong hiệu chỉnh chu kì con lắc: con lắc đặt ở độ sâu Lí thuyết Dao động cơ 0
To_Be_The_Best Giá trị con lắc thay đổi như thế nào ? Lí thuyết Dao động cơ 6
K Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo, lực phục hồi tác dụng lên vật Lí thuyết Dao động cơ 9
titan Thời gian mà con lắc dao động Lí thuyết Dao động cơ 4
P VTCB của con lắc lò xo treo trong thang máy chuyển động Lí thuyết Dao động cơ 1
triminhdovip137 Sau đó con lắc lò xo như thế nào Lí thuyết Dao động cơ 2
tkvatliphothong Chọn phát biểu đúng về chu kì của con lắc lò xo Lí thuyết Dao động cơ 3
K Xác định biên độ con lắc lò xo trong thang máy Lí thuyết Dao động cơ 2
H Năng lượng dao động điều hòa của một con lắc lò xo thay đổi như thế nào khi... Lí thuyết Dao động cơ 2
NTH 52 Tìm kết luận sai về chu kì của con lắc đơn? Lí thuyết Dao động cơ 1
lvcat Con lắc đơn gắn với Trái Đát là dao động gì Lí thuyết Dao động cơ 2
lvcat Sự thay đổi của chu kì con lắc Lí thuyết Dao động cơ 1
NTH 52 Chọn câu trả lời đúng nhất về con lắc đơn Lí thuyết Dao động cơ 1
kiemro721119 Bài toán: Chọn đáp án đùng về dao động điều hòa của con lắc đơn: A. Khi đưa từ chân không vào không Lí thuyết Dao động cơ 2
P Con lắc đơn treo trong thang máy. Lí thuyết Dao động cơ 3
J Sự thay đổi của biên độ con lắc lò xo trong thang máy Lí thuyết Dao động cơ 1
thehiep Con lắc đơn treo trong lực lạ Lí thuyết Dao động cơ 1
thehiep Quả cầu của con lắc được tích một lượng điện tích $q$, treo con lắc vào trong một điện trường biến t Lí thuyết Dao động cơ 2
thehiep Con lắc lò xo treo ở trần một xe lăn xuống dốc nghiêng. Lí thuyết Dao động cơ 3
Các chủ đề tương tự

















































Quảng cáo

Top